Java实例基于UDP及自建知识库的聊天机器人-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Java实例基于UDP及自建知识库的聊天机器人。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

Java实例基于UDP及自建知识库的聊天机器人

01 涉及技术栈

GUI界面： Swing组件库+GUI Form布局设计
C\S通信： UDP+线程管理
知识库： IO文件读写流+本地.txt文件
日期处理： Data类+SimpleDateFormat类（格式转换）
其他知识： Java基础知识+面向对象编程+String字符串处理+异常处理等

02 运行效果展示

代码已上传仓库，切换分支后拉取。https://gitee.com/strivezhangp/java-demo.git 分支：Chatting

java实现私聊udp,java,udp,开发语言,网络协议,intellij-idea

03 项目目录说明

java实现私聊udp,java,udp,开发语言,网络协议,intellij-idea

04 程序工作流程说明

主要包含以下步骤：

Main()进入程序
进行登录，输入用户名判断
判断成功，进入聊天室，同时创建客户端服务端UDP通信进程
客户端输入文字提问
服务端收到信息，创建IO流，进行本地知识库的读取，并作出相应的回复
Data()获取当前时间，设置Server和Client的聊天记录的展示

java实现私聊udp,java,udp,开发语言,网络协议,intellij-idea

05 关键知识及代码

此处只展示关键代码，其余代码见Gitee仓库。

（1）文件读写流

包括文件的读写和字符串的处理，涉及到了String类的一些方法：

startsWith()：判断字符串是否一XX开始
substring()：字符串的截取（获取子串）

文件读写流相关知识：

BufferedReader：带缓冲的字符流的创建使用
FileReader：文件读取流的创建使用

集合相关知识：

ArrayList：集合的创建以及内容的读取，添加等

package fileIO;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;

/**
 * @description： 文件的读写流使用字符缓冲流进行
 * @author：StrivePeng
 */
public class FileIo {
    public static final String FILEPATH = "src/fileIO/知识库.txt";
    private static BufferedReader reader; // 字符缓冲流
    private ArrayList<String> answerList = new ArrayList<String>(); // 存放答案
    private ArrayList<String> questionList = new ArrayList<String>(); // 存放问题

    /**
     * @throws IOException              io异常
     * @throws IllegalArgumentException 文件不符合预期格式
     *                                  构造函数，读取文件数据存放到静态变量
     */
    public FileIo() throws IOException, IllegalArgumentException {
        try {
            reader = new BufferedReader(new FileReader(FILEPATH)); // 初始化字符缓冲器
            findKnowledge(); // 处理文件 存放变量集合中
        } finally {
            if (reader != null) {
                // 关闭资源
                reader.close();
            }
        }
    }

    /**
     * @throws IOException io异常
     * @description： 将知识库中的问题和答案分类存放到响应的数组中
     * @author：StrivePeng
     */
    private void findKnowledge() throws IOException {
        // 按照行读取
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            // 判断是问题or答案
            if (line.startsWith("答案")) {
                String answer = line.substring("答案".length()); // 截取后面得字符串
                answerList.add(answer);
            }
            if (line.startsWith("问题")) {
                String question = line.substring("问题".length());
                questionList.add(question);
            }
        }
    }

    public ArrayList<String> getAnswerList() {
        return answerList;
    }

    public ArrayList<String> getQuestionList() {
        return questionList;
    }
}

（2）UDP通信相关

涉及到的一些知识点：

静态常量的创建和使用
DatagramSocket 数据流的创建和使用
DatagramPacket 数据包的创建和使用
客户端和服务端的意义所在：

UDP的特性使得它适用于广播通信。如果服务端监听的是广播地址，那么来自同一广播地址的多个客户端都能够发送消息给服务端。但在一般的应用场景中，客户端通常需要明确指定服务端的IP地址和端口号，以确保消息准确到达指定的服务端。

服务端并没有指定固定的地址，而是通过 DatagramSocket 的构造方法创建了一个未绑定地址的 DatagramSocket。这样做的原因是，服务端通常是被动地等待客户端的连接请求，因此不需要预先指定一个地址。

服务端使用 server.receive(receivePacket); 接收客户端发送的数据包时，DatagramSocket 会自动绑定到一个系统分配的可用端口，并通过这个端口接收数据。服务端的地址信息会在 receivePacket 中自动填充。

客户端在发送数据包时，为了指定服务端的地址，需要使用 InetAddress.getByName("127.0.0.1") 来获取服务端的IP地址，同时指定服务端的端口号（在这个例子中是 PORT）。这样客户端的数据包就能够到达服务端指定的地址和端口。

// 客户端
package udp;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class Client {
    private static final int PORT = 8888; // 固定的端口号
    private DatagramSocket clientSocket; // 未初始化的客户端

    // 构造函数 同时初始化客户端
    public Client() throws Exception {
        clientSocket = new DatagramSocket();
    }

    /**
     * @param message 消息内容
     * @description: 向服务器发送消息
     * @author: strivePeng
     */
    public void clientSendMsg(String message) {
        try {
            InetAddress serverAddress = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); // 固定一个客户端IP为 本地
            byte[] sendBuffer = message.getBytes();

            // 创建并发送数据包
            DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(sendBuffer, sendBuffer.length, serverAddress, PORT);
            clientSocket.send(sendPacket);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}


// 服务端
package udp;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class Server {
    private static final int PORT = 8888; // 固定的端口号
    private DatagramSocket server; // 一个未初始化的服务端

    // 构造函数
    public Server() throws Exception {
        server = new DatagramSocket(PORT); // 初始化服务端
    }

    /**
     * @return 返回一个收到的字符串
     * @description: 服务器接收客户端发来的消息
     * @author: strivePeng
     */
    public String serverReceiveMsg() {
        try {
            byte[] receiveBuffer = new byte[1024];

            // 创建并接收数据包 同时转为字符串返回
            DatagramPacket receivePacket = new DatagramPacket(receiveBuffer, receiveBuffer.length);
            server.receive(receivePacket);
            return new String(receivePacket.getData(), 0, receivePacket.getLength());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

（3）Swing组件的使用

窗口结合IDEA的GUI Form可视化拖动设计。基本的创建步骤如下图所示：

java实现私聊udp,java,udp,开发语言,网络协议,intellij-idea

Swing组件

常用容器组件：
- JFrame：顶级窗口容器，用于创建窗口。
- JPanel：用于创建面板，可将组件添加到面板中。
- JDialog：对话框容器，用于创建弹出式对话框。
基本组件：
- JButton：按钮。
- JLabel：标签。
- JTextField：文本框。
- JTextArea：多行文本框。
- JCheckBox：复选框。
- JRadioButton：单选按钮。

当学习 Java Swing 时，深入了解各个组件的特性、属性以及适用场景是非常重要的。以下是对几个常用 Swing 组件的详细介绍：

JFrame：顶级窗口容器

特性：
- 用于创建窗口应用程序的主窗口。
- 可以包含其他 Swing 组件。
- 提供了标题栏、菜单栏等标准窗口元素。
属性：
- setTitle(String title)：设置窗口标题。
- setSize(int width, int height)：设置窗口的大小。
- setDefaultCloseOperation(int operation)：设置关闭窗口的操作。
- setLocationRelativeTo(null); ：将窗口定位到屏幕的中央。这是为了确保窗口在屏幕上居中显示。
适用场景：
- 创建独立的窗口应用程序。
- 包含其他 Swing 组件，构建完整的应用。

JPanel：面板容器

特性：
- 用于组织和布局其他组件。
- 可以嵌套在其他容器中，如 JFrame。
- 提供了轻量级容器，不具备窗口功能。
属性：
- setLayout(LayoutManager manager)：设置布局管理器。
- add(Component comp)：添加组件到面板。
适用场景：
- 作为容器，组织其他组件。
- 嵌套在 JFrame 中，实现复杂的界面布局。

JButton：按钮

特性：
- 用于触发用户操作的按钮。
- 可以包含文本、图标等。
- 通过监听器响应点击事件。
属性：
- setText(String text)：设置按钮上的文本。
- setIcon(Icon icon)：设置按钮上的图标。
- addActionListener(ActionListener listener)：添加点击事件监听器。
适用场景：
- 作为用户交互的触发器。
- 触发表单提交、对话框弹出等操作。

JLabel：标签

特性：
- 用于显示文本或图像。
- 可以用于展示静态信息。
- 不响应用户输入。
属性：
- setText(String text)：设置标签显示的文本。
- setIcon(Icon icon)：设置标签显示的图标。
适用场景：
- 展示静态文本或图像。
- 用于显示提示信息。

JTextField：文本框

特性：
- 用于接收用户输入的单行文本。
- 可以设置初始文本。
- 通过监听器响应文本变化事件。
属性：
- setText(String text)：设置文本框的初始文本。
- getText()：获取文本框的当前文本。
适用场景：
- 接收用户输入的文本信息。
- 用于登录、搜索等场景。

JTextArea：多行文本框

特性：
- 用于接收用户输入的多行文本。
- 可以设置初始文本和行数。
- 通过监听器响应文本变化事件。
属性：
- setText(String text)：设置多行文本框的初始文本。
- getText()：获取多行文本框的当前文本。
适用场景：
- 接收用户输入的多行文本信息。
- 用于评论、描述等场景。
- 布局管理器（Layout Managers）
  - 特性：
    - 用于确定组件在容器中的位置和大小。
    - 常见的有 FlowLayout、BorderLayout、GridLayout、BoxLayout 等。
    - 可以嵌套使用，实现复杂的布局。
  - 适用场景：
    - 定义和控制组件的相对位置。
    - 适配不同屏幕尺寸和分辨率。

（4）类对象的引用

除此之外，在登录成功后涉及到了弹窗的关闭，此时使用了类对象的引用的传入，方便销毁登录界面。具体实现如下。

 // 构造函数 同时传入登录界面的引用方便在登录成功后关闭
    public LoginSuccessfulDialog(LoginJF loginJF) {
        this.loginJF = loginJF; // 传入一个窗口对象的引用
        this.setTitle("提示");
        this.setContentPane(contentPane);
        this.setModal(true);
        this.getRootPane().setDefaultButton(buttonOK);

        // 判断用户是否存在
        if(loginJF.userIsExit){
            // 用户存在
            this.successfulDialog.setText("登录成功！");
            // 设置按钮功能为点击后跳转到聊天界面
            this.buttonOK.addActionListener(actionEvent -> onOK());
        }else{
            // 用户不存在
            this.successfulDialog.setText("登录失败，请重新登录！");
            this.buttonOK.addActionListener(actionEvent -> onCancel());
        }
        ......
    }

（5）线程调用GUI窗口

    public static void main(String[] args) {
        /*
        使用了 SwingUtilities.invokeLater() 方法来确保 Swing 组件的初始化和显示操作在事件分派线程（Event Dispatch Thread，EDT）上执行。
        在 Swing 中，GUI 的相关操作应该在 EDT 上执行，以确保线程安全性。
         */
        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                LoginJF loginJF = new LoginJF();
                loginJF.setVisible(true);
            }
        });
    }

（6）Lambda表达式的使用

Lambda 表达式是 Java 8 中引入的一个强大的特性，它提供了一种更简洁、更方便的方式来实现函数式编程。Lambda 表达式通常在简单的、只有一个抽象方法的接口中发挥作用，使代码更为紧凑。Lambda 表达式的主要用途是简化匿名内部类的语法，使代码更加紧凑和易读。下面详细讲解 Lambda 表达式的用法：

基本语法

Lambda 表达式的基本语法如下：

(parameters) -> expression

或者

(parameters) -> { statements; }

(parameters)：指定参数列表。如果没有参数，可以留空或使用 ()。
->：称为箭头操作符，将参数列表与 Lambda 表达式的主体分隔开。
expression：Lambda 表达式的主体，可以是单个表达式。
{ statements; }：Lambda 表达式的主体，可以是一系列语句。

程序中的使用

// 按钮监听事件绑定
this.resetButton.addActionListener(actionEvent -> reset());

// 判断用户是否存在
if(loginJF.userIsExit){
    // 用户存在
    this.successfulDialog.setText("登录成功！");
    // 设置按钮功能为点击后跳转到聊天界面
    this.buttonOK.addActionListener(actionEvent -> onOK());
}else{
    // 用户不存在
    this.successfulDialog.setText("登录失败，请重新登录！");
    this.buttonOK.addActionListener(actionEvent -> onCancel());
}

// 开启聊天界面
SwingUtilities.invokeLater(()->{
    ChattingJF chattingJF = new ChattingJF();
    chattingJF.setVisible(true);
});

（7）日期获取与处理

/**
 * @return 当前日期的字符串
 * @description 获取当前时间并格式化为字符串
 * @author strivePeng
 */
private String getCurrentTime() {
    // 格式化日期 SimpleDateFormat
    SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日HH:mm:ss");
    // 获取当前日期
    Date data = new Date(System.currentTimeMillis());
    // 格式化日期时间转为字符串
    String str = sdf.format(data);
    return str;
}

（8）知识库中的答案的搜索与展示

涉及到了更多的String字符串的处理以及List集合的操作，详见代码注释：

/**
 * @param question 提问的问题
 * @return 服务器返回的答案
 * @throws IOException 文件IO异常
 * @description 从知识库中返回答案
 * @author strivePeng
 */
private String findAnswer(String question){
    try{
        FileIo fileIo = new FileIo();
        for (String q : fileIo.getQuestionList()) {
            if (question.trim().equals(q.trim())) {
                // 根据问题和答案的索引一一对应的关系返回答案
                return fileIo.getAnswerList().get(fileIo.getQuestionList().indexOf(q));
            }
        }
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
    return "抱歉！我还没有学习到这方面的知识哦！！！";
}

06 结语

聊天机器人相关知识详情都在源码注释中详细备注，本次练习旨在为自己一阶段的学习进行检验，在本次实例中使用到了java基础的语法，以及异常处理，一小部分的线程处理，以及Swing组件的使用和文件的读写流等，适合新手上手以及对网路UDP通信的理解。

前期的学习参考了以下博客：CSDN博客文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-772249.html

到了这里，关于Java实例基于UDP及自建知识库的聊天机器人的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！

Java实例基于UDP及自建知识库的聊天机器人